JP2004263808A

JP2004263808A - 能動型コントロールマウントの制御方法

Info

Publication number: JP2004263808A
Application number: JP2003056323A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Satori; 和俊佐鳥; Koji Naruse; 浩司成瀬
Original assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Current assignee: Yamashita Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP4244366B2

Abstract

【目的】従来の能動型コントロールマウントでは制御できない、乗り心地領域及びアイドル領域の振動遮断を可能にする。
【構成】インシュレータ４によって一部を形成された主液室５をダンピングオリフィス６で副液室７と連通し、主液室５の振動入力側となる第１取付金具２と反対側に加振手段８を設ける。加振手段８は、作動室１５内で振動する加振板１６とアーマチュア１８を介してこれを駆動するソレノイド１９と、これを駆動制御する電子制御ユニット２０を有する。乗り心地領域では、電子制御ユニット２０の指令により入力振動と逆位相で加振し、ダンピングオリフィス６へ流入する液量を増大させて共振効率を高くする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンを防振支持するマウントであって、加振手段を用いて振動遮断を行う能動型コントロールマウントの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液封エンジンマウントとして、液室を仕切壁部材により主液室と副液室に区画し、これら両液室をダンピングオリフィスやアイドルオリフィス等の共振オリフィスで連結し、共振オリフィスの液柱共振により防振するものは公知である。また、液室に加振手段を設け、入力振動と同位相で加振することにより、液室の内圧をコントロールして防振する能動型コントロールマウントも公知である。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−３２１９７５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２５３０３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記液封エンジンマウントは、予め設定した共振周波数のみで防振し、他の周波数では共振オリフィスが防振に機能しない。
一方、能動型コントロールマウントは入力振動の広範囲な周波数に対して防振できるが、乗り心地に影響する高減衰が必要なダンピング領域や、アイドル域のようにフレーム等の共振が生じやすい領域では、防振が不十分となる。
【０００５】
そこで、能動型コントロールマウントに前記液封エンジンマウントのダンピングオリフィスやアイドルオリフィスを組み合わせることが考えられる。しかし、この場合の共振オリフィスは、内部を流動する液量を増大させて液柱共振の共振効率をアップさせなければ意味がないが、同位相で加振制御しているため、共振オリフィスへ流入する液量は増大せず、液柱共振の効率アップは期待できない。
【０００６】
また、ダンピングオリフィスの液柱共振は振幅依存性を有し、入力振動が低振幅になると、流入液量が少なくなり、共振周波数は高周波数側へシフトする。このため、ダンピングオリフィスによる液柱共振を所定の周波数にて発生できない場合がある。したがって、乗り心地領域では、ダンピングオリフィスへの液量を増加させ、かつ共振周波数を一定にできることが望まれる。
【０００７】
アイドル領域では、やはりアイドルオリフィスへの液量供給を増大され共振効率をアップさせることが望まれるとともに、フレーム側の共振を防止できることが望まれる。また、アイドル周波数はエンジンの運転状況によって比較的広い範囲に変化するので、広範囲の周波数においてアイドル周波数の変化に共振周波数を追随変化させてより広域で防振できるようにすることも望まれている。本願発明はこれらの要請を実現させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願の能動型コントロールマウントの制御方法に係る請求項１は、加振手段を設けた液室を備え、エンジンからの振動入力に対して加振手段の加振によって液室の内圧変化を吸収させるようにした能動型コントロールマウントにおいて、前記液室は、仕切壁部材により区画された振動入力側の主液室とその反対側となる副液室と、これら主液室と副液室を連結して液柱共振を発生する共振オリフィスとを備え、前記主液室側に設けた加振手段により入力振動と逆位相の振動を加振して前記共振オリフィスの共振効率を高くすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２は上記請求項１において、前記共振オリフィスがダンピングオリフィスであることを特徴とする。
【００１０】
請求項３は上記請求項１において、前記共振オリフィスはアイドルオリフィスであることを特徴とする。
【００１１】
請求項４は上記請求項１において、前記加振手段の加振力を制御して共振周波数を変化させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５は上記請求項１において、前記加振手段の加振力を一定とし、位相を変化させることにより共振周波数を変化させることを特徴とする。
【００１３】
請求項６は上記請求項１〜５において、前記逆位相の制御を前記共振オリフィスの液柱共振を制御する範囲で行うとともに、それ以外では同位相で制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項７は上記請求項１〜６において、前記加振手段がソレノイドにより駆動されることを特徴とする。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１によれば、共振オリフィスにより液柱共振を発生する領域では、加振手段により逆位相の加振を行う。これにより、共振オリフィスに流入する液量が増大するため、共振効率が高くなり、共振オリフィスによる防振が行われる。このため、従来能動型コントロールマウントでは防振が不十分であったこれらの領域においても、共振オリフィスによって十分な防振が可能になった。
【００１６】
請求項２によれば、乗り心地領域において、加振手段が逆位相で加振することにより、ダンピングオリフィスに流入する液量を増大させて共振効率をアップする。しかも、エンジンからの入力振動が低振幅でも、逆位相制御の加振力を変化させてダンピングオリフィスの液量を増加させることができるので、共振周波数を一定に維持でき、入力振動の振幅変動に関係なく所定の防振効果を達成できる。
【００１７】
請求項３によれば、アイドル領域において、加振手段が逆位相で加振することにより、アイドルオリフィスへ流入する液量を増大させ、共振効率をアップできる。しかも、アイドルオリフィスにより発生する位相を活用してフレーム側の共振を抑制し、これによってフレーム側への振動伝達を少なくすることができる。
【００１８】
請求項４によれば、加振手段を逆位相のままにして加振力を変化させると、これに追随して共振周波数を変化させることができる。したがって広範囲の周波数領域で液柱共振による防振を実現できる。
【００１９】
請求項５によれば、加振手段による逆位相制御時において、加振力を一定にしたまま。位相を変化させると、この変化に追随して共振オリフィスの共振周波数が変化する。したがって、広範囲の周波数域で、液柱共振による防振を実現できる。
【００２０】
請求項６によれば、液柱共振が必要な領域では逆位相にした共振オリフィスによる防振を行い、この領域外となったとき、同位相による制御を連続させれば、同じ能動型コントロールマウントによる広範囲の振動遮断制御が可能になる。
【００２１】
請求項７によれば、加振手段をソレノイドで駆動させたので、このソレノイドの性能によって定まる逆位相加振の限界加振力があり、この限界加振力までを逆位相による共振制御範囲とすることによりソレノイドを用いた逆位相加振が可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて実施形態を説明する。図１〜図４は共振オリフィスをダンピングオリフィスとした第１実施例であり、図１はダンピングオリフィスを設けた液封エンジンマウントの断面図（図２の１−１線断面図）、図２は液封エンジンマウントの上面視図、図３は共振効率の変化を示す図、図４は共振コントロール域の設定を示す図である。
【００２３】
まず、図１及び図２において、この液封エンジンマウント１は、図示しないエンジン（振動源）へ連続する第１取付金具２と、同じく図示しない車体側へ連結する第２取付金具３と、これらの間を結合するインシュレータ４と、このインシュレータ４内側に形成された主液室５と、ダンピングオリフィス６を介して連結された副液室７と、主液室５の第１取付金具２と反対側に設けられた加振手段８とを備える。
【００２４】
副液室７は、主液室５を囲む円筒金具９を仕切壁部材とし、その外側全周を囲んで形成され、ダイアフラム１０により容積変化を補償するようになっている。円筒金具９には通路１１によりダンピングオリフィス６と連通する。
【００２５】
ダンピングオリフィス６は主液室５内に嵌合された円形のオリフィス部材１２の外周部に形成され、その一部に形成された入り口１３で主液室５と連通している。ダンピングオリフィス６は所定のダンピング領域振動入力によって液柱共振を発生し、高減衰となるように共振周波数を例えば８〜１２Ｈｚ程度に設定されている。オリフィス部材１２の中央部には開口１４が形成されて、主液室５の液体を加振手段８側の作動室１５へ連通している。
【００２６】
加振手段８は、作動室１５内を進退する円板状の加振板１６と、この周囲と作動室１５の壁部をシールするシールゴム１７と、加振板１６の中心部と連結したアーマチュア１８と、このアーマチュア１８を図の上下方向へ進退させるソレノイド１９を備える。ソレノイド１９は励磁により図の下方へ後退させ、消磁によりシールゴム１７の弾性により図の上方へ前進させる。
【００２７】
ソレノイド１９の動作制御は、電子制御ユニット２０により行われる。電子制御ユニット２０にはエンジンの変位センサ２１，エンジンの回転センサ２２，荷重センサ２３，加速度センサ２４等の各種センサ信号が入力され、この入力信号に基づいてエンジンから第１取付金具２へ加わる入力振動を判定する。変位センサ２１は必要により用いられる。
【００２８】
次に、加振手段８の制御について説明する。電子制御ユニット２０は、乗り心地領域か否か、入力振動の振幅、位相等を演算し、入力振動がシェイク振動のとき逆位相で加振するようにソレノイド１９を作動制御する。このためシェイク振動が液封エンジンマウント１へ入力すると、電子制御ユニット２０により、加振板１６が作動室１５内で図１の上下方向へ振動し、主液室５へ逆位相の加振を行う。
【００２９】
これにより、主液室５からダンピングオリフィス６へ流入する液量を増大させ、その結果、ダンピングオリフィス６における液柱共振を高効率で発生させる。このため、従来能動型コントロールマウントでは防振が不十分であったダンピング領域においても、十分な防振が可能になった。
【００３０】
この状態は図３に明らかである。図中のＡは周波数と動バネ定数の関係を示し、本実施例の制御をしない通常時における共振周波数Ｂ１に比べて逆位相制御による共振周波数Ｂ２はより動バネが低くなり、かつ低周波数側へシフトする。これらの共振周波数と反共振のピークＰ１，Ｐ２との差をＨ１，Ｈ２とすれば、逆位相制御時のＨ２の方がＨ１より大きく、共振効率が高いことを示す。
【００３１】
図中のＢは、周波数と位相の関係を示し、通常時における液柱共振で生じる位相のピークＱ１よりも逆位相制御時の液柱共振で生じる位相のピークＱ２の方が大きく、この差分だけ高効率化していることを示す。
【００３２】
また、図３のＣに示すように、ダンピングオリフィス６による液柱共振は入力振動が低振幅になると高周波数側へシフトする傾向を示す。そこで、入力振動の振幅を電子制御ユニット２０が変位センサ２１等の信号から演算して、振幅低下に応じた大きな振幅となる加振力をソレノイド１９に出力させる。これにより、ダンピングオリフィス６の共振周波数は入力振動の振幅変化に関係なく一定に保たれるから、常時設定した共振周波数にて液柱共振を発生させることができる。しかも、エンジンからの入力振動が低振幅でも、逆位相制御の加振力を変化させてダンピングオリフィスの液量を増加させることができるので、共振周波数を一定に維持でき、入力振動の振幅変動に関係なく所定の防振効果を達成できる。
【００３３】
なお、図４に示すようにしてソレノイドによる加振の最大振幅を決定する。すなわち、インシュレータの振幅に対してソレノイドの加振力は右下がりの直線関係をなす。つまり、入力振動の振幅が大きくなれば、液柱共振の共振効率が高くなるから、共振オリフィスにおける流量確保に要する力Ｂは、エンジンの入力振幅増大に対して次第に小さくなり、必要とする加振力は小さくなる。なお、この加振力は加振板のピストン面積により変動するものである。
【００３４】
一方、逆位相の限界加振力はソレノイドにより定まり、エンジンの入力振幅増大につれて次第に増大するエンジン振動入力Ａと上記漸減する要求加振力Ｂの合計Ａ＋Ｂである制御加振力とエンジン振動入力Ａとの交点となる。この点となるエンジン入力振動の振幅が逆位相制御可能な最大振幅となる。
これがソレノイドの性能によって定まる逆位相加振の限界加振力があり、この限界加振力までを逆位相による共振制御範囲とすることによりソレノイドを用いた逆位相加振が可能になる。
【００３５】
次に、アイドル領域の制御を目的とする第２実施例を説明する。図５〜図１０は共振オリフィスをアイドルオリフィスとした第２実施例であり、図５はアイドルオリフィスを設けた液封エンジンマウントの断面図、図６は加振力を変化させた場合の液柱共振変化を示す図、図７は加振力一定で位相を変化させた場合における制御位相のずれ変化と加振力の関係を示す図、図８は加振力一定で位相を変化させた場合の液柱共振変化を示す図、図９及び１０はアイドル〜一般走行時の連続制御を示す図である。
【００３６】
図５はアイドルオリフィス３０を設けた液封エンジンマウントを示す。この例では、ダンピングオリフィス６に代えてアイドル域及び発進時、例えば２０〜６０Ｈｚ程度の領域に共振周波数を有するように設定したアイドルオリフィス３０とするだけであり、他の構成は全く図１と同様であるから構造説明を省略する。
【００３７】
この例においても、アイドル領域における入力振動があると、電子制御ユニット２０によりソレノイド１９が逆位相で加振板１６を駆動し、主液室５に逆位相の加振を行う。これにより、アイドルオリフィス３０に流入する液量が増大し、共振効率が高くなることは、図３に示したものと同様である。
【００３８】
共振効率が高くなることにより、入力振動はアイドルオリフィス３０における液柱共振により吸収され、その結果、低動バネを実現でき、入力振動のフレーム側に対する振動伝達をより確実に遮断できる。このため、アイドルオリフィスにより発生する位相を活用してフレーム側の共振発生を低減させることが可能になり、これによってフレーム側への振動伝達を少なくすることができる。
【００３９】
さらに、アイドル領域の入力振動周波数がある程度広い範囲で変動する場合に、共振周波数を追随変化するよう制御することができる。
【００４０】
図６に示すように、逆位相加振状態で周波数の増大に応じて加振力を段階的に減少変化させると、動バネのボトムとして表れる共振周波数は、Ｒ１，Ｒ２，・・・・と次第に高周波数側へシフトする。このとき、各共振周波数に対応して逆位相を出していることになり、図中の位相曲線Ｐがこれを示す。また、動バネ曲線Ｋに示すように、共振周波数の動バネは次第に大きくなるから、共振効率は次第に低くなる。
【００４１】
そこで、加振力を０まで変化させれば、共振周波数を次第に高周波数側へ変化させることができることになり、入力振動に追随した周波数依存制御が可能になる。このため、アイドル領域の入力振動周波数がある程度広い範囲で変動する場合に、共振周波数を追随変化するよう制御することができる。なお、加振力０となった段階で同位相制御に切り換えるようにする。このようにすれば、アイドルからその後の一般走行まで連続して同一の能動型コントロールマウントで制御可能になる。
【００４２】
図７は加振力一定の制御を示す。この例では位相を変化させるため、入力振動に対する位相制御のずれδに基づいて制御する。すなわち、図７のＡは、上段に入力振動の波形を示し、下段に加振板１６側からの加振波形を示す。この例では、加振側の位相をδだけ遅らせている。
【００４３】
このため、振動入力に対する逆位相時におけるベクトルのスカラー量Ｓ１，Ｓ２に差ができるので、図右側のＢに見られるように、ずれδに応じて逆位相ベクトル成分が変化する。したがってソレノイドの加振力を一定にしても位相制御のずれδを変化させれば実質的に加振力を変化させたことと同じになる。
【００４４】
そこで、図８に示すように、ソレノイドの加振力を一定にして加振位相を０ｄｅｇから９０ｄｅｇまで変化させれば、共振周波数，共振効率はそれぞれ図６と同様に変化するので、やはり周波数依存制御が可能になる。なお図８は横軸の共振周波数変化に対して、上段に位相曲線、中段に動バネ曲線、下段に位相制御のずれ変化の曲線を示す。
【００４５】
図９は、図７，８に示す位相制御を利用してアイドル〜通常走行時に及ぶ制御例を示す。この例では、アイドル領域においては、図８に示す加振力一定かつ位相変化により制御する。すなわち図中最上段が振動入力に対する加振力の曲線、上から２段目が逆位相制御の曲線であり、これらの曲線のように加振力と位相を制御する。
【００４６】
その結果、出力側は図中の上から３段目の共振効率曲線及び最下段の動バネ曲線を示す。すなわち位相制御のδが０〜１８０へ変化すると、共振効率は直線的に低下する。一方、動バネはδ＝９０を頂点として山形に変化するが、この範囲が共振オリフィスにおける共振コントロールの可能領域となる。δ＝９０〜１８０の間は次第に同位相加振制御へ変わる移行領域である。
【００４７】
δ＝１８０になると、それ以降は引き続き一般的な同位相加振制御を行う。同位相制御では位相は一定となる。このようにすると、逆位相制御と同位相加振制御との組み合わせにより、オリフィス共振の必要なダンピング領域やアイドル領域から通常走行まで、同一の能動型コントロールマウントにて制御できる。
【００４８】
しかも、液柱共振が必要な領域では逆位相による共振オリフィスの液柱共振を発生させて共振オリフィスによる防振を行い、この領域外となったとき、同位相による制御を連続させれば、同じ能動型コントロールマウントによる広範囲の振動遮断制御が可能になる。
【００４９】
図１０は、図６に示す逆位相を一定として加振力を変化させる制御を行う場合を示す。この場合も図９と同様にアイドル領域では入力振動の周波数増大に対して加振力を漸減させ、アイドル領域を外れると同時に同位相加振制御に変える。同位相加振制御では入力振動周波数の増大に伴い、加振手段であるアクチュエータの追従性が次第に低下する。この場合も、オリフィス共振の必要なダンピング領域やアイドル領域から通常走行まで、同一の能動型コントロールマウントにて制御できる。また、広範囲の周波数領域で液柱共振による防振を実現できる。
【００５０】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、アイドルオリフィス３０の主液室５側に弾性膜を設ければ、ダンピングオリフィス６とアイドルオリフィス３０を同時に設けることもできる。また、上記の例はダンピングオリフィス６とアイドルオリフィス３０に関するものであったが、他の周波数において作動する共振オリフィスを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ダンピングオリフィスを設けた液封エンジンマウントの断面図
【図２】液封エンジンマウントの上面視図
【図３】共振効率の変化を示す図
【図４】共振コントロール域の設定を示す図
【図５】アイドルオリフィスを設けた液封エンジンマウントの断面図
【図６】加振力を変化させた場合の液柱共振変化を示す図
【図７】制御位相のずれ変化と加振力の関係を示す図
【図８】加振力一定で位相を変化させた場合の液柱共振変化を示す図
【図９】加振力一定にてアイドル〜一般走行時の連続制御を示す図
【図１０】逆位相一定にてアイドル〜一般走行時の連続制御を示す図
【符号の説明】１：液封エンジンマウント、２：第１取付金具、３：第２取付金具、４：インシュレータ、５：主液室５、６：ダンピングオリフィス、７：副液室７、８：加振手段、１５：作動室、１６：加振板、２０：電子制御ユニット、３０：アイドルオリフィス

Claims

加振手段を設けた液室を備え、エンジンからの振動入力に対して加振手段の加振によって液室の内圧変化を吸収させるようにした能動型コントロールマウントにおいて、
前記液室は、仕切壁部材により区画された振動入力側の主液室とその反対側となる副液室と、これら主液室と副液室を連結して液柱共振を発生する共振オリフィスとを備え、前記主液室側に設けた加振手段により入力振動と逆位相の振動を加振して前記共振オリフィスの共振効率を高くすることを特徴とする能動型コントロールマウントの制御方法。
前記共振オリフィスがダンピングオリフィスであることを特徴とする請求項１に記載した能動型コントロールマウントの制御方法。
前記共振オリフィスはアイドルオリフィスであることを特徴とする請求項１に記載した能動型コントロールマウントの制御方法。
前記加振手段の加振力を制御して共振周波数を変化させることを特徴とする請求項１に記載した能動型コントロールマウントの制御方法。
前記加振手段の加振力を一定とし、位相を変化させることにより共振周波数を変化させることを特徴とする請求項１に記載した能動型コントロールマウントの制御方法。
前記逆位相の制御を前記共振オリフィスの液柱共振を制御する範囲で行うとともに、それ以外では同位相で制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載した能動型コントロールマウントの制御方法。
前記加振手段がソレノイドにより駆動されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載した能動型コントロールマウントの制御方法。